Experimental Research of Statistical Characteristics of Wind Wave Breaking

Abstract

Приводятся результаты анализа характеристик обрушений ветровых волн (длина, скорость, направление движения), которые были получены в Черном море в сентябре – октябре 2015 г. с океанографической платформы в Кацивели. Обрушения регистрировались видеокамерой синхронно с измерениями ветрового волнения и метеопараметров. Для идентификации обрушений по видеозаписям использовался алгоритм, основанный на расчете порога, который определяется при анализе функции распределения вариаций яркости видеосигнала. Используемая в эксперименте оптическая аппаратура позволяла надежно идентифицировать обрушения, генерируемые волнами с длинами более 4 м и фазовыми скоростями, превышающими 2,5 м/с. Полученные данные хорошо соответствуют модельным представлениям О. М. Филлипса, разработанным для равновесного интервала спектра ветровых волн. Приводятся гистограммы скоростей обрушений при скоростях ветра 10–16 м/с. Показано, что при развивающемся волнении фазовая скорость обрушивающихся волн может достигать скорости ветровых волн спектрального пика, в то время как при развитом волнении не наблюдалось обрушений со скоростями, превышающими половину фазовой скорости волн спектрального пика. Плотности вероятности длин обрушений в измеряемом диапазоне скоростей ветра описываются степенным законом с показателем степени –3,23. Распределение ориентаций обрушений хорошо описывается степенью косинуса угла, при этом показатель степени линейно уменьшается с 5 до 4 с ростом скорости ветра от 10 до 16 м/с.